高考物理變軌模型

  變軌模型是衛星由於某種原因從一軌道運動到另一軌道,變軌前後衛星執行的軌道半徑發生變化,衛星執行的速度、角速度、加速度、能量等相應也發生變化。下面是小編給大家帶來的,希望對你有幫助。

  1.高考物理衛星軌道的漸變

  衛星在執行過程中,會受到外界因素的影響,使衛星的軌道緩慢地發生變化,即軌道逐漸增大或逐漸減小,在衛星軌道逐漸變化的過程中,仍然可以將衛星在每一軌道上的運動看成是勻速圓周運動.分析這類問題的關鍵是要判斷出衛星是做離心運動還是向心運動,分清衛星執行的軌道半徑是變大還是變小。

  2.高考物理衛星軌道的突變

  在發射衛星的過程中,為使衛星在很短的時間內從一軌道變軌到某一預定軌道,需要啟動發動機.現在我國已發射“神舟號”飛船、“嫦娥號”衛星、“螢火一號”火星探測器、“天宮一號”目標飛行器等都需要經過變軌才到達預定的軌道,這種變軌一般都可以看成是突變.有時,在衛星的發射過程中,需要多次變軌,即需要多次啟動發動機使衛星軌道發生突變。

  3.高考物理衛星變軌的特點

  ***1***衛星在軌道上某點開始加速,向心力大於地球與衛星之間的萬有引力,衛星做離心運動,達到另一穩定軌道後繼續做圓周運動.由於變軌前的軌道半徑r1小於變軌後的軌道半徑r2,則變軌後衛星的執行速度v2小於變軌前衛星的執行速度v1。

  ***2***變軌前後,衛星的機械能一般會發生變化.衛星從低軌道變軌到高軌道,必須點火使衛星加速,而衛星在高軌道上執行時,執行速度減小,則動能減小,重力勢能增加.由於點火使衛星變軌,變軌前後的機械能不守恆。

  ***3***在處理變軌的試題時,出錯的原因有:不清楚變軌的實質,對衛星執行的規律和變軌前後的能量關係理解模糊。

  模型1 考查變軌前後速度的變化問題

  要判斷變軌前後速度的變化問題,首先是要分析軌道半徑的變化,即衛星是從高軌道變軌到低軌道,還是從低軌道變軌到高軌道;然後再利用萬有引力定律和向心力公式判斷速度的變化。

  模型2 考查變軌前後週期、角速度和能量的變化問題

  判斷加速度、週期、角速度和能量變化問題的前提是判斷軌道半徑的變化,然後再根據等式分析問題。對於能量問題,要知道衛星從低軌道變到高軌道執行時需要點火使衛星加速,變軌後衛星的速度變小,動能變小,重力勢能變大,總的機械能變大。

  模型3 考查變軌前後的失重問題

  衛星、飛船等在高空中執行時,執行的向心力由萬有引力提供,即萬有引力全部提供衛星、飛船等做勻速圓周運動的向心力,因此,高空執行的物體處於失重狀態.衛星、飛船等從一軌道運動到另一軌道時,衛星、飛船等上的物體都處於失重狀態。